Dynamika reaktorů

Garant předmětu:

Přednášející:

Cvičící:

Předmět zajišťuje:

katedra jaderných reaktorů

Anotace:

Kinetika reaktorů, zpožděné neutrony, střední doba života okamžitých neutronů, perioda reaktorů. Dynamika nulového reaktoru - formulace rovnic krátkodobé kinetiky, parametry zpožděných neutronů, zjednodušená řešení. Přenosová funkce nulového reaktoru. Koeficienty reaktivity pro různá reaktorová uspořádání, teplotní koeficienty, teplotní zpětná vazba, stabilita reaktorů, lineární a nelineární kinetika. Přenos tepla v reaktorech, reaktorová dynamika. Matematický model energetického reaktoru se zpětnou teplotní vazbou., zjednodušené modely dynamiky reaktoru, počítačové modely reaktorové dynamiky.

Požadavky:

17ZAF, 17JARE, 17TER

Osnova přednášek:

1. Dynamika nulového reaktoru (krátkodobá kinetika) - 6 přednášek

Rovnice kinetiky v jednogrupovém přiblížení, bez i se zpožděnými neutrony, zpožděné neutrony, perioda reaktoru a vliv zpožděných neutronů. Parametry zpožděných neutronů. Produkční a destrukční formulace rovnice kinetiky, počáteční podmínky. Integrální tvar kinetických rovnic: Laplaceova integrální transformace. Přenosové funkce a dynamické odezvy. Parametry zpožděných neutronů a jejich korekce na energetické spektrum. Analytické řešení kinetických rovnic - impulsní charakteristika, přechodová charakteristika. Ustálená perioda reaktoru. Zvláštní případy skokové změny reaktivity. Odezva na lineární změny reaktivity. Zjednodušená forma kinetických rovnic - konstantní produkce zpožděných neutronů. Přiblížení okamžitý skok, zjednodušené odezvy na skokovou, lineární a harmonickou změnu reaktivity. Numerická řešení kinetických rovnic. Přenosová funkce nulového reaktoru - linearizovaný model: funkce G0, odezvy na skokovou a harmonickou změnu reaktivity. Frekvenční charakteristika linearizovaného nulového reaktoru. Logaritmická frekvenční charakteristika. Stabilita nulového reaktoru.

2. Vliv teplotních změn na reaktivitu reaktoru - 1 přednáška,

Dynamické systémy se zpětnou vazbou. Stabilizující účinek záporné zpětné vazby. Teplotní koeficienty reaktivity (TKR). Vliv bóru na zpětnou teplotní vazbu. Reaktorové koeficienty reaktivity.

3. Matematický model energetického reaktoru - 3 přednášky

Přenos tepla v jaderných energetických reaktorech, kvazistacionární přiblížení. Rovnice paliva a chladiva v kvazistacionárním přiblížení, adiabatický model ohřevu aktivní zóny. Matematický model reaktoru se zpětnou teplotní vazbou. Jednokanálový 2 a 3 složkový model aktivní zóny PWR. Klasifikace matematických modelů. Zjednodušené modely dynamiky reaktoru - nelineární modely, Integrální modely, linearizované modely se soustředěnými parametry.

5. Nestacionární přenos tepla v AZ - rozložené parametry - 2 přednášky,

Analytické řešení nestacionární rovnice vedení tepla - rovnice vedení tepla, počáteční a okrajové podmínky, řešení Laplaceovou transformací. Teplotní přenosy palivové tyče a jejich aproximace přenosem 1. a 2. řádu. Teplotní zpoždění palivové tyče: impulsní a přechodová charakteristika. Analytické řešení nestacionární rovnice palivového kanálu - rovnice paliva a chladiva, počáteční a okrajové podmínky, řešení Laplaceovou transformací, formulace teplotních přenosů palivového kanálu a aproximace přenosem 1. a 2. řádu. Teplotní zpoždění palivového kanálu: impulsní a přechodová charakteristika.

Osnova cvičení:

Během cvičení jsou řešeny příklady z oblastí vylžených na přednášce. Cvičení zahrnuje numerické výpočty a měření procesů na školním reaktoru VR-1.

Cíle studia:

Znalosti:

Podrobná znalost kinetiky reaktoru a vlivu teplotních změn na dynamiku reaktoru. Orientace v dynamických modelech reaktoru. Představy o problematice termohydraulické analýzy jaderných reaktorů.

Schopnosti:

Pochopení fyzikální podstaty procesů probíhajících při různých situací v jaderném reaktoru. Aplikace získaných znalostí v předmětu 17JBEZ.

Studijní materiály:

Povinná literatura:

1. Heřmanský B.: „Dynamika jaderných reaktorů.“, Ministerstvo školství, Praha 1987.

Doporučená literatura:

2. Kropš S.: „Temelin Low Power Tests“, NUSIM 2001, České Budějovice, 2001.

3. Heřmanský B.: „Termomechanika reaktorů.“, 7. a 8. kapitola, Academia, Praha 1986.

Poznámka:

Další informace:

Pro tento předmět se rozvrh nepřipravuje

Předmět je součástí následujících studijních plánů: